उबलना: अवधारणा, प्रकार और उदाहरण - रसायन विज्ञान - 2025

उबलते राज्य के परिवर्तन या गैसीय अवस्था को एक तरल चरण है। यह तब होता है जब एक तरल को उसके क्वथनांक पर गर्म किया जाता है: जिस तापमान पर तरल का वाष्प दबाव वायुमंडलीय दबाव के बराबर होता है जो तरल की सतह पर उत्सर्जित होता है।

सामान्य तौर पर, उबलते में कंटेनर के निचले हिस्से में आपूर्ति होती है जिसमें तरल होता है। बुलबुले का निर्माण शुरू होता है जो तरल की सतह की ओर बढ़ते हुए मात्रा में बढ़ जाते हैं, क्योंकि उनके ऊपर बढ़ते ही दबाव कम हो जाता है।

जब एक तरल उबलता है, तो यह उसके क्वथनांक तक पहुंच गया है। स्रोत: पिक्साबे

जब तरल को गर्म किया जाता है तो पानी होता है, बुलबुले में जल वाष्प होता है; यही है, वे पहले से ही एक गैसीय अवस्था में पानी रखते हैं। इसके अलावा, बुलबुले तरल की मात्रा में वितरित किए जाते हैं। पानी का उबलता तापमान लगभग 100ºC है, 1 atm (760 mmHg) के दबाव पर।

तरल चरण से गैसीय एक तक राज्य के परिवर्तन का उत्पादन करने के लिए, ऊर्जा की आपूर्ति करना आवश्यक है (वाष्पीकरण की तापीय धारिता)। उबलते समय, पानी का तापमान 100 डिग्री सेल्सियस पर स्थिर रहता है, क्योंकि थर्मल ऊर्जा खो जाती है क्योंकि तरल पानी के अणु जल वाष्प के रूप में बाहर आते हैं।

उबालने के प्रकार

उबलते के दो मुख्य प्रकार हैं: न्यूक्लियेटेड, और महत्वपूर्ण गर्मी प्रवाह।

न्यूक्लिएट उबलने में, तरल के आयतन में विभिन्न स्थानों पर छोटे-छोटे बुलबुले बनते हैं।

तापमान में वृद्धि के बाद बुलबुले का गठन मनाया जाता है

इस बीच, महत्वपूर्ण गर्मी प्रवाह में उबाल तब होता है जब सतह जहां उबलने के लिए गर्मी की आपूर्ति की जाती है, सतह पर वाष्प की परत के गठन से एक महत्वपूर्ण तापमान मान से ऊपर हो जाता है।

क्वथनांक

कारक जो उबलते बिंदु को निर्धारित करते हैं

वायुमण्डलीय दबाव

वायुमंडलीय दबाव में वृद्धि से क्वथनांक में वृद्धि होती है, क्योंकि वायुमंडलीय दबाव को बराबर करने के लिए जल वाष्प दबाव को बढ़ाना आवश्यक है। इसे प्राप्त करने के लिए, पानी के तापमान को बढ़ाना होगा, जिससे उच्च कैलोरी खर्च की आवश्यकता होगी।

इसके विपरीत, जब वायुमंडलीय दबाव कम हो जाता है, जैसे कि समुद्र के स्तर से अधिक ऊंचाई वाले पहाड़ में, उबलते बिंदु कम हो जाता है, क्योंकि कम वाष्प दबाव की आवश्यकता होती है जो वायुमंडलीय दबाव के बराबर होती है।

अंतर आणविक बल

समाधान में अणु के कई प्रकार के इंटरैक्शन होते हैं, जिनमें शामिल हैं: फैलाव या लंदन बल, द्विध्रुवीय-द्विध्रुवीय बल और हाइड्रोजन बांड। इन ताकतों का परिमाण जितना अधिक होगा, उबलने का स्तर उतना ही अधिक होगा।

अणुओं के बीच संपर्क को तोड़ने के लिए ऊष्मा ऊर्जा की आवश्यकता होती है ताकि उबलने के लिए उनके पास पर्याप्त ऊर्जा हो सके। उदाहरण के लिए: मिथाइल ईथर (C ₂ H ₆ O) का क्वथनांक 25 ° C होता है, जबकि एथिल ईथर (C ₄ H ₁₀ O) का क्वथनांक 78.5 ° C होता है।

समान रासायनिक संरचनाओं के होने के बावजूद क्वथनांक के बीच अंतर को समझाया जाता है क्योंकि एथिल ईथर में एक उच्च आणविक द्रव्यमान होता है; वे दोनों हाइड्रोजन बॉन्ड बनाते हैं, लेकिन सी ₄ एच ₁₀ ओ में फैलने वाली ताकतें सी ₂ एच ₆ ओ की तुलना में अधिक मजबूत होती हैं ।

उबाल और वाष्पीकरण के बीच अंतर

उबाल की उत्पत्ति तरल स्रोत के पास तरल में होती है, फिर पूरे तरल की मात्रा में फैल जाती है। यह इस दृष्टांत में देखा गया है:

इस बीच, वाष्पीकरण तरल सतह की एक घटना है।

वाष्पीकरण तब होता है जब हवा-तरल इंटरफेस में तरल के एक अणु में उस पर लगाए गए सतह तनाव को दूर करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा होती है; इसलिए यह तरल के साइनस से बच जाता है और गैसीय चरण में गुजरता है।

वाष्पीकरण किसी भी तापमान पर हो सकता है, लेकिन तापमान के साथ इसकी घटना की संभावना बढ़ जाती है। निम्नलिखित छवि में आप जमीन से पानी का वाष्पीकरण देख सकते हैं:

उबालने के उदाहरण

स्टीम नसबंदी

यह एक आटोक्लेव नामक उपकरण में किया जाता है, जिसमें जल वाष्प द्वारा उच्च दबाव उत्पन्न करने की क्षमता होती है, जो बचने में असमर्थ है। इसी तरह, पानी के क्वथनांक में वृद्धि होती है, जो इसे 100 डिग्री सेल्सियस से ऊपर तापमान तक पहुंचने की अनुमति देता है।

आटोक्लेव में, टिशू कल्चर के लिए सामग्री, सर्जिकल सामग्री, प्रयोगशालाओं में उपयोग के लिए सामग्री, संस्कृति मीडिया, आदि निष्फल हैं। आटोक्लेव में नसबंदी के लिए इस्तेमाल की जाने वाली शर्तें हैं: 15 पाउंड दबाव, 121 andC का तापमान और 15 मिनट की अवधि।

भोजन पकाना

भोजन को पानी में डालकर गर्म किया जाता है। इसके खाना पकाने के दौरान, तापमान का उपयोग किया जाता है जो पानी के क्वथनांक (100.C) के बराबर होता है। भोजन को गर्म किया जाता है, उस समय के दौरान जो अनुभव इंगित करता है, अंतर्ग्रहण के लिए इष्टतम स्थितियों तक पहुंचने के लिए।

चीनी भोजन भोजन के रंग, बनावट और स्वाद को बनाए रखने के लिए न्यूनतम उबलते और भाप का उपयोग करता है। उबाल के रूप में जाना जाने वाला खाना पकाने का प्रकार उबलते बिंदु से नीचे तापमान का उपयोग करता है। भाप का उपयोग करके खाना पकाना भी होता है।

प्रेशर कुकर

प्रेशर कुकर का उपयोग भोजन पकाने में किया जाता है। इसका संचालन वायुमंडल में उत्पन्न जल वाष्प के पलायन को सीमित करने की अपनी क्षमता पर आधारित है, जो आंतरिक दबाव में वृद्धि उत्पन्न करता है।

पॉट में तरल की सतह पर दबाव में वृद्धि उबलते बिंदु में वृद्धि और 100 reachingC से ऊपर तापमान तक पहुंचने में अनुवाद करती है। यह खाना पकाने के समय को कम करता है और इसलिए ईंधन के उपयोग पर बचाता है।

गर्मी लंपटता

परमाणु रिएक्टरों और उच्च-शक्ति वाले इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को ठंडा करने के लिए जल को हाइड्रोफिलिक सतहों पर उबाला जाता है, जिससे उन्हें अधिक गर्मी से बचाया जा सकता है। उबलते बिंदु तक पहुंचने और उबालने के लिए, पानी को अपने आसपास से गर्मी लेनी चाहिए और इससे उसके तापमान में कमी आती है।

विलेय के दाढ़ द्रव्यमान का निर्धारण

पानी का क्वथनांक बढ़ाना एक गुणात्मक गुण है; और इसलिए विलेय विलेय की सांद्रता पर निर्भर करता है। इसे जानकर, विलेय के दाढ़ द्रव्यमान का अनुमान लगाया जा सकता है। हालांकि, अधिक सटीक विधियां हैं, जैसे कि मास स्पेक्ट्रोमेट्री, जो अभी भी एक उपयोगी विधि है।

चीनी उद्योग

क्रिस्टलीय चीनी के उत्पादन के लिए गन्ने की चीनी के शोधन में, गन्ने के रस को उबाला जाता है और जिस तापमान तक पहुंचता है, उसमें चीनी की सांद्रता निर्भर करती है।

गन्ने के रस के क्वथनांक का उत्थान घोल में चीनी की सांद्रता का एक उपाय है। यह चीनी के क्रिस्टलीकरण को प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण जानकारी है।

संदर्भ

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